Виды лазеров

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Далее приводится таблица параметров наиболее распространённых лазеров различных типов, рабочие длины волн, области применения.

Типы и виды лазеров[править | править код]

Длины волн лазеров различных типов. Типы лазеров с соответствующими ширинами линий излучения приведены в верхней части, в то время как нижняя отображает излучение соответствующих длин волн. Высота линий и полос соответствует максимальным энергиями силовых импульсов. Цветом выделены различные материалы накачки лазеров. Данные приводятся в соответствии с Handbook of laser wavelengths [1], при этом в таблице добавлены новые типы лазеров, включая полупроводниковые

Газовые лазеры[править | править код]

Рабочее тело Длина волны Источник накачки Применение
Гелий-неоновый лазер 632,8 нм (543,5; 593,9; 611,8 нм, 1,1523; 1,52; 3,3913 мкм) Электрический разряд Интерферометрия, голография, спектроскопия, считывание штрих-кодов, демонстрация оптических эффектов.
Аргоновый лазер 488,0; 514,5 нм, (351; 465,8; 472,7; 528,7 нм) Электрический разряд Лечение сетчатки глаза, литография, накачка других лазеров.
Криптоновый лазер 416; 530,9; 568,2; 647,1; 676,4; 752,5; 799,3 нм Электрический разряд Научные исследования, в смеси с аргоном лазеры белого света, лазерные шоу.
Ксеноновый лазер Множество спектральных линий по всему видимому спектру и частично в УФ и ИК областях. Электрический разряд Научные исследования.
Азотный лазер 337,1 нм (316; 357 нм) Электрический разряд Накачка лазеров на красителях, исследование загрязнения атмосферы, научные исследования, учебные лазеры.
Лазер на фтористом водороде 2,7—2,9 мкм (Фтористый водород) 3,6—4,2 мкм (фторид дейтерия) Химическая реакция горения этилена и трёхфтористого азота (NF3), инициируемая электрическим разрядом (импульсный режим) Способен работать в постоянном режиме в области мегаваттных мощностей и в импульсном режиме в области тераваттных мощностей. Один из самых мощных лазеров. Лазерные вооружения. Лазерный термоядерный синтез (ЛТС).
Химический лазер на кислороде и иоде (COIL) 1,315 мкм Химическая реакция в пламени синглетного кислорода и иода Способен работать в постоянном режиме в области мегаваттных мощностей. Также создан и импульсный вариант. Научные исследования, лазерные вооружения. Обработка материалов. Лазерный термоядерный синтез (ЛТС). В перспективе: источник накачки неодимовых лазеров и рентгеновских лазерных систем.
Углекислотный лазер (CO2) 10,6 мкм, (9,6 мкм) Поперечный (большие мощности) или продольный (малые мощности) электрический разряд, химическая реакция (DF-CO2 лазер) Обработка материалов (резка, сварка), хирургия.
Лазер на монооксиде углерода (CO) 2,5—4,2 мкм, 4,8—8,3 мкм Электрический разряд; химическая реакция Обработка материалов (гравировка, сварка и т. д.), фотоакустическая спектроскопия.
Эксимерный лазер 193 нм (ArF), 248 нм (KrF), 308 нм (XeCl), 353 нм (XeF) Рекомбинация эксимерных молекул при электрическом разряде Ультрафиолетовая литография в полупроводниковой промышленности, лазерная хирургия, коррекция зрения.

Лазеры на красителях[править | править код]

Рабочее тело Длина волны Источник накачки Применение
Лазер на красителях 390—435 нм (Стильбен), 460—515 нм (Кумарин 102), 570—640 нм (Родамин 6G), другие Другой лазер, импульсная лампа. Научные исследования, спектроскопия, косметическая хирургия, разделение изотопов. Рабочий диапазон определяется типом красителя.

Лазеры на парах металлов[править | править код]

Рабочее тело Длина волны Источник накачки Применение
Гелий-кадмиевый лазер на парах металлов 440 нм, 325 нм Электрический разряд в смеси паров металла и гелия. Полиграфия, УФ детекторы валюты, научные исследования.
Гелий-ртутный лазер на парах металлов 567 нм, 615 нм Электрический разряд в смеси паров металла и гелия. Археология, научные исследования, учебные лазеры.
Гелий-селеновый лазер на парах металлов до 24 спектральных полос от красного до УФ Электрический разряд в смеси паров металла и гелия. Археология, научные исследования, учебные лазеры.
Лазер на парах меди 510,6 нм, 578,2 нм Электрический разряд Дерматология, скоростная фотография, накачка лазеров на красителях.
Лазер на парах золота 627 нм Электрический разряд Археология, медицина.

Твердотельные лазеры[править | править код]

Рабочее тело Длина волны Источник накачки Применение
Рубиновый лазер 694,3 нм Импульсная лампа Голография, удаление татуировок. Первый представленный тип лазера (1960).
Алюмо-иттриевые лазеры с легированием неодимом (Nd:YAG) 1,064 мкм, (1,32 мкм) Импульсная лампа, лазерный диод Обработка материалов, лазерные дальномеры, лазерные целеуказатели, хирургия, научные исследования, накачка других лазеров. Один из самых распространённых лазеров высокой мощности. Обычно работает в импульсном режиме (доли наносекунд). Нередко используется в сочетании с удвоителем частоты и соответственным изменением длины волны на 532 нм. Известны конструкции с квазинепрерывным режимом излучения.
Лазер на фториде иттрия-лития с легированием неодимом (Nd:YLF) 1,047 и 1,053 мкм Импульсная лампа, лазерный диод Наиболее часто используются для накачки титан-сапфировых лазеров, используя эффект удвоения частоты в нелинейной оптике.
Лазер на ванадате иттрия (YVO4) с легированием неодимом (Nd:YVO) 1,064 мкм Лазерные диоды Наиболее часто используются для накачки титан-сапфировых лазеров, используя эффект удвоения частоты в нелинейной оптике.
Лазер на неодимовом стекле (Nd:Glass) ~1,062 мкм (Силикатные стёкла), ~1,054 мкм (Фосфатные стёкла) Импульсная лампа, Лазерные диоды Лазеры сверхвысокой мощности (тераватты) и энергии (мегаджоули). Обычно работают в нелинейном режиме утроения частоты до 351 нм в устройствах лазерной плавки. Лазерный термоядерный синтез (ЛТС). Накачка рентгеновских лазеров.
Титан-сапфировый лазер 650—1100 нм Другой лазер Спектроскопия, лазерные дальномеры, научные исследования.
Алюмо-иттриевые лазеры с легированием тулием (Tm:YAG) 2,0 мкм Лазерные диоды Лазерные радары
Алюмо-иттриевые лазеры с легированием иттербием (Yb:YAG) 1,03 мкм Импульсная лампа, Лазерные диоды Обработка материалов, исследование сверхкоротких импульсов, мультифотонная микроскопия, лазерные дальномеры.
Алюмо-иттриевые лазеры с легированием гольмием (Ho:YAG) 2,1 мкм Лазерные диоды Медицина
Церий-легированный литий-стронций (или кальций)-алюмо-фторидный лазер (Ce:LiSAF, Ce:LiCAF) ~280-316 нм Лазер Nd:YAG с учетверением частоты, Эксимерный лазер, лазер на парах ртути. Исследование атмосферы, лазерные дальномеры, научные разработки.
Лазер на александрите с легированием хромом Настраивается в диапазоне от 700 до 820 нм Импульсная лампа, Лазерные диоды. Для непрерывного режима — дуговая ртутная лампа Дерматология, лазерные дальномеры.
Волоконный лазер с легированием эрбием 1,53-1,56 мкм Лазерные диоды Оптические усилители в волоконно-оптических линиях связи, обработка металлов (резка, сварка, гравировка), термораскалывание стекла, медицина, косметология.
Лазеры на фториде кальция, легированном ураном (U:CaF2) 2,5 мкм Импульсная лампа Первый 4-х уровневый твердотельный лазер, второй работающий тип лазера (после рубинового лазера Маймана), охлаждался жидким гелием, сегодня нигде не используется.
Лазеры на халькогенидах цинка/кадмия, легированных переходными металлами (хромом,железом) (TM2+:AIIBVI, Cr2+:ZnSe, Fe2+:ZnSe) Cr2+ 1,9-3,6 мкм, Fe2+ 4-5.5 мкм для Cr2+-легированной активной среды — лазерный диод, эрбиевый или тулиевый волоконные лазеры, для Fe2+-легированной активной среды — Er:YAG лазер (2,94 мкм) Твердотельные лазеры с широкой полосой перестройки, генерация фемтосекундных лазерных импульсов

Полупроводниковые лазеры[править | править код]

Рабочее тело Длина волны Источник накачки Применение
Полупроводниковый лазерный диод Длина волны зависит от материала и структуры активной области:

ближний УФ, фиолетовый, синий — полупроводниковые нитриды Ga, Al;
красный, ближний ИК-диапазон — соединения на основе Al, Ga, As;
ближний и средний ИК-диапазон — соединения, содержащие In, P, Sb;
средний ИК — дальний ИК-диапазон — соли свинца;
средний ИК — терагерцовый диапазон — полупроводниковые квантово-каскадные лазеры

Электрический ток, оптическая накачка Телекоммуникации, голография, лазерные целеуказатели, лазерные принтеры, накачка лазеров других типов. AlGaAs-лазеры (алюминий-арсенид-галлиевые), работающие в диапазоне 780 нм используются в проигрывателях компакт-дисков и являются самыми распространёнными в мире.

Другие типы лазеров[править | править код]

Рабочее тело Длина волны Источник накачки Применение
Лазер на свободных электронах Длина волны рентгеновского лазера варьируется в диапазоне 0,085—6 нм Пучок релятивистских электронов Исследования атмосферы, материаловедение, медицина, противоракетная оборона.
Псевдо-никелево-самариевый лазер Рентгеновское излучение 7,3—15 нм Излучение в сверхгорячей плазме самария, создаваемое двойными импульсами лазера на неодимовом стекле. [1] Первый демонстрационный лазер, работающий в области жесткого рентгеновского излучения. Может применяться в микроскопах сверхвысокого разрешения и голографии. Его излучение лежит в «окне прозрачности» воды и позволяет исследовать структуру ДНК, активность вирусов в клетках, действие лекарств.
Лазер на центрах окраски Длина волны 0,8—4 микрон Оптическая (лампа вспышка, лазерная), пучок электронов Спектроскопия, медицина.

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Weber, Marvin J. Handbook of laser wavelengths, CRC Press, 1999. ISBN 0-8493-3508-6